2019年中國泛在電力物聯網在傳統電網領域的應用、電力投資、調度系統與智能電表發展趨勢[圖]

電力王密 2019-12-02 05:17 來源：智研咨詢

泛在電力物聯網+堅強智能電網=泛在能源互聯網。2019年國家電網公司年度工作報告中首次明確提出泛在電力物聯網，并將其列為與堅強智能電網相提并論的重點工作。2019年3月8日，國網公司召開工作會議，對建設泛在電力物聯網作出全面部署安排，加快推進“三型兩網、世界一流”戰略落地實施。泛在電力物聯網建設規劃分兩階段，到2024年全面建成泛在電力物聯網。

國網泛在電力物聯網建設規劃2019-2024

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泛在電力物聯網指的是圍繞電力系統各環節，充分應用“大云物移智”（大數據、云計算、物聯網、移動互聯網、人工智能）等現代信息技術和先進通信技術，實現電力系統各環節萬物互聯、人機交互，具有狀態全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活特征的智慧服務系統。

在傳統領域將會深度改變過往幾十年對于電網采集、控制、調度的業務運作模式，而在新興領域將沿著業務數據化和數據業務化兩個方向分別從對內和對外構建行業發展新生態。

泛在電力物聯網將帶來能源體系業務價值重構

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在傳統電網領域，泛在電力物聯網的應用場景總體上可分為控制和采集兩大類。其中，控制類包含能分布式配電自動化、用電負荷需求側響應、分布式能源調控等；采集類主要包括高級計量、智能電網大視頻應用。未來在泛在電力物聯網應用場景下，控制領域將從當前的星型集中連接模式向點到點分布式連接切換，主站系統將逐步下沉，出現更多的本地就近控制和邊緣計算。

泛在電力物聯網在傳統電網領域的應用

業務類型	典型應用場景	傳統模式	泛在電力物聯網模式
控制類	智能分布式配電自動化用電負荷需求側響應分布式能源	連接模式：子站/主站模式，主站集中，星型連接為主時延要求：秒級	連接模式：分布式點對點連接與子站主站模式并存，主站下沉，邊緣計算+本地就近控制時延要求：毫秒級
采集類	高級計量智能電網大視頻應用（包括變電站巡檢機器人、輸電線路無人機巡檢、配電房視頻綜合監控、移動式現場施工作業管控、應急現場自組網綜合應用等）	采集頻次：月、天、小時級采集內容：基礎數據、圖像為主，單終端碼率為100kbps 級采集范圍：電力一次設備，配網計量一般采用集抄方式，連接數量百個/km2	采集頻次：分鐘級，準實時采集內容：視頻化、高清化，帶寬在4-100Mbps不等采集范圍：擴展到電力二次設備及各類環控、物聯網、多媒體場景，連接數量預計至少翻一倍；中遠期將下沉至用戶，并深入到戶內，連接數預計翻50-100倍

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在新興領域，泛在電力物聯網將在統一感知、實物ID應用、精準主動搶修、虛擬電廠、智慧能源服務一站式辦理、大數據應用等領域，為電網企業和新興業務主體賦能。以智慧能源服務平臺建設為重點，泛在電力物聯網將為各類新興業務參與主體統一提供并網、監控、計量、計費、交易、運維等平臺化共享服務，進而推動綜合能源服務、大數據運營、光伏云網、智慧車聯網、工業云網、三站合一、能源金融、虛擬電廠、智能制造等新興業務發展。

泛在電力物聯網應用場景—電網資產管理

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泛在電力物聯網的投資與電網智能化投資、智能配電網投資及配網自動化投資存在一定的交叉，當前暫未看到國家電網公司公布相關的投資計劃。基于對過往電網投資結構分布及對泛在業務涉及的內容，我們認為對泛在投資的測算可以從大范圍和小范圍兩方面來把控，大范圍的投資包括感知層、網絡層、平臺層和應用層，其中感知層是對現有電網二次設備投資的全覆蓋，網絡層和平臺層則會因泛在建設增加新的內涵，而應用層未來則是基于電力大數據增值服務的應用場景。

大范圍的投資需要基于對電網公司的整體投資來定，并按照電網整體的投資規模、配電網投資占比及其構成等作如下假設：國內用電量增速保持在5%左右；國家電網公司電網投資規模保持在3-5%；2019國家電網規劃投資額為5,126億元，從19年前3季度電網經營和投資情況來看；2021年特高壓網架結構基本形成后，配網投資占比快速提升；配網端的泛在投資占比在2020年開始快速提升；發電端與輸電端的泛在投資約為配網端20%；預計2019年會有泛在專項投資建設的預算外增補。

2019-2024年中國電網投資規模及配網投資占比預測

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2019-2024年中國配網投資及配網端泛在投資占比預測

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2019-2024年中國泛在電力投資合計及泛在投資占比預測

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2019年將在6大領域，重點推進27項泛在建設任務。2019年4月，國家電網公司正式完成19年泛在電力物聯網建設方案的制定，并下發至省網公司。從建設方案上看，2019年將圍繞對內業務、對外業務、數據共享、基礎支撐、技術攻關和安全防護六大領域開展共57項建設任務，其中重點開展27項建設任務。在27項重點任務中，對內、對外業務分別有11項和10項。擬實現目標可歸納為8點：1）優化營配貫通業務；2）提升客戶服務水平；3）提升企業經營績效；4）提升電網安全經濟運行水平；5）構建智慧能源服務體系；7）推動優勢資源商業化運營；8）推動多元化新興產業發展。

同時，下發類四大類25項綜合示范任務。國網按照分類別、分等級、分區域的原則，初步確定四大類25項綜合示范任務，為泛在電力物聯網建設樹立綜合標桿和典型范例，以實現“以點帶面”的推廣。其中，省級綜合示范包括河北雄安能源互聯網等5項任務、地市級綜合示范包括江蘇南京電網智慧運營和綜合能效提升等7項任務，縣級綜合示范包括浙江寧波梅山智慧能源互聯網等5項任務，園區級綜合示范包括天津智慧能源小鎮等8項任務。

2019年8月，江蘇南京成為全國首個泛在電力物聯網技術先行先試城市，溧水試點項目已經落地，江北新區等地的項目正在推進中。其中，溧水南門110KV變電站成為全國首個投運的智能全感知變電站，巡檢機器人、紅外攝像頭、套管介損監測、無線溫度監測、局放監測、蓄電池監測等智能感知元件、無線專網、邊緣物陪著代理等設施全面投入使用。

2019年國網信息通信投資額有望達到210億元

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泛在電力物聯網將電力發、輸、配、用各環節的生產、運營、服務企業及其設備、物資、人員連接起來，產生共享數據，為各主體提供服務，因此也涉及到智能電網產業鏈的方方面面。尤其在配電網端，因其在能源轉換環節發揮著樞紐作用，是實現分布式能源接入、源網荷儲協同、三站合一、多能互補等對內對外全方位應用場景的基礎平臺，將成為泛在建設的主戰場。

一、電網投資

我國電網投資的重心正在由主干網向配網側轉移，提升配網、農網供電水平，增強電網服務清潔能源成未來趨勢。預計十三五期間，我國配電網投資將超過20,000億元；其中，繼保、智能變電站、配網建設、用電領域、電網調度、電力信息通信等領域市場規模分別約90億、1000億、17000億、2000億、251億、79億。

十三五期間兩網配網投資大幅提升

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十三五期間兩網配網投資大幅提升

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隨著特高壓骨干網架建成及新能源大規模接入，配網投資補欠賬的進程正在加快。2015-2018年間，國網和南網合計在配電網領域的投資規模約為1.2億元，距離十三五規劃2萬億元投資仍有很大差距。

2006-2018年國家電網歷年電網工程投資（億元）

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自2016年政府工作報告中提出“抓緊新一輪農網改造升級”以來，農網改造工程進展成效顯著，并確定于2019年提前一年完成農網升級改造任務。然而與城市電網相比，農村電網在供電能力、可靠性等方面仍存在一定差距。根據國家電網的數據，當前農村用戶的供電可靠率為99.795%，較城市用戶低0.16個百分點，即平均停電時間多出14.14小時/戶。

城網與農網戶均停電時間（小時）

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城網與農網電壓合格率（%）

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根據國家電網計劃，其將在18-21年投資3300億元，繼續強力推進農網改造升級工程，著力解決農網網架薄弱、結構不合理等突出問題；力爭徹底解決農網“卡脖子”、臺區容量不足等問題，到2020年農村戶均供電能力提升26%。預計未來2-3年仍將帶來大量二次設備需求。

2011-2018年我國農網投資趨勢（億元）

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2018年配網終端占比

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配變電智能終端招標量在提升（萬只）

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二、調度系統和智能電表

二次設備更換大潮，智能電表招標加速，新于調度系統有望于2020年起應用加速。我國對一二次設備有明確的使用年限規定，一次設備使用壽命不超過30年、二次設備使用壽命不超過12年，若分析故障率、經濟性發現，二次設備最佳更換周期約為9年。過往電力投資數據顯示，2006-09年是二次設備的第一個投資高潮，若按9-12年的使用周期，當前已經進入到二次設備更換大周期。

2019年智能電表已開始進入存量集中替換周期，今年國網2批次電能表及用電信息集采設備招標量合計達到7721萬只，同比增長36.64%；招標金額合計達到160億元，同比增長31.37%。智能電表招標量和招標額連續三年回升。同時，智能電表作為泛在電力物聯網感知層的主要設備之一，在采集的頻次、內容、雙向互動等各方面均將有較大變化，因此往后2-3年智能電表存量更換需求仍會持續上行，并分享泛在帶來的新增需求。

2009-2019年間電表招標量